[ Prise en compte du gradient de contrainte dans le critère d’approche statistique (méthode de variance) ]
Volume 45, Issue 1, March 2025, Pages 96–107
Mbaiyelkom Esdras1, E. Ngargueudedjim Kimtangar2, Annouar Djidda Mahamat3, Tikri Bianzeube4, B. Kenmeugne5, and Fogue Médard6
1 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
2 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
3 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
4 Laboratoire de Résistance des Matériaux et Construction Mécanique, LRMCM, Université Polytechnique de Mongo, P.O. Box 4377, Mongo, Chad
5 Département des Génies Industriel et Mécanique, Université de Yaoundé 1/Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé/Laboratoire des Matériaux et Mécaniques, Yaoundé, Cameroun
6 Unité de Recherche d’Ingénierie des Systèmes Industriels et de l’Environnement (UR-ISIE), Faculté des Sciences, Université de Dschang, Cameroon
Original language: French
Copyright © 2025 ISSR Journals. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
The aim of this work is to take into account the effect of the stress gradient as a beneficial effect in fatigue, since its presence within a material systematically leads to an increase in the endurance limit in terms of local maximum stress. We have therefore proposed that the stress gradient be taken into account in the fatigue criterion using a statistical approach based on the variance method. This method assumes that the fracture plane is the one on which the variance of the equivalent stress is maximum. This method defines three types of equivalent stress on a plane: normal stress, shear stress and combined normal and shear stress. The results obtained using the simple variance method and the stress gradient method were compared for a cyclic biaxial loading condition. We found that in terms of prediction of the fracture plane, there is not much difference between the two formulations (the simple variance method and the one taking into account the stress gradient), but the maximum values of the variance for the variance method taking into account the stress gradient vary greatly compared to the case of the simple variance method.
Author Keywords: biaxial fatigue, fracture plane direction, critical plane, stress gradient and equivalent stress variance.
Volume 45, Issue 1, March 2025, Pages 96–107
Mbaiyelkom Esdras1, E. Ngargueudedjim Kimtangar2, Annouar Djidda Mahamat3, Tikri Bianzeube4, B. Kenmeugne5, and Fogue Médard6
1 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
2 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
3 Laboratoire d’Etude et de Recherche en Technique Industrielles (LERTI), Faculté des Sciences Exactes et Appliquées, Université de N’Djaména, Chad
4 Laboratoire de Résistance des Matériaux et Construction Mécanique, LRMCM, Université Polytechnique de Mongo, P.O. Box 4377, Mongo, Chad
5 Département des Génies Industriel et Mécanique, Université de Yaoundé 1/Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé/Laboratoire des Matériaux et Mécaniques, Yaoundé, Cameroun
6 Unité de Recherche d’Ingénierie des Systèmes Industriels et de l’Environnement (UR-ISIE), Faculté des Sciences, Université de Dschang, Cameroon
Original language: French
Copyright © 2025 ISSR Journals. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
The aim of this work is to take into account the effect of the stress gradient as a beneficial effect in fatigue, since its presence within a material systematically leads to an increase in the endurance limit in terms of local maximum stress. We have therefore proposed that the stress gradient be taken into account in the fatigue criterion using a statistical approach based on the variance method. This method assumes that the fracture plane is the one on which the variance of the equivalent stress is maximum. This method defines three types of equivalent stress on a plane: normal stress, shear stress and combined normal and shear stress. The results obtained using the simple variance method and the stress gradient method were compared for a cyclic biaxial loading condition. We found that in terms of prediction of the fracture plane, there is not much difference between the two formulations (the simple variance method and the one taking into account the stress gradient), but the maximum values of the variance for the variance method taking into account the stress gradient vary greatly compared to the case of the simple variance method.
Author Keywords: biaxial fatigue, fracture plane direction, critical plane, stress gradient and equivalent stress variance.
Abstract: (french)
Le but de ce travail est de prendre en compte l’effet du gradient de contrainte bien comme un effet bénéfique en fatigue car sa présence au sein d’un matériau conduit systématiquement à une augmentation de la limite d’endurance en termes de contrainte maximale locale. Ainsi nous avons proposé la prise en compte du gradient de contrainte dans le critère de fatigue d’approche statistique en considérant la méthode de variance. Cette méthode suppose que le plan de rupture est celui sur lequel la variance de la contrainte équivalente est maximale. On définit pour cette méthode trois types de contrainte équivalente sur un plan: une contrainte normale, une contrainte de cisaillement et une contrainte combinaison de la contrainte normale et de la contrainte de cisaillement. La comparaison des résultats obtenus par la méthode de variance simple et celle prenant en compte le gradient de contrainte a été faite pour un état de sollicitation cyclique biaxiale. Nous avons constaté qu’en terme de prédiction de prédiction du plan de rupture il n’y a pas tellement de différence entre les deux formulations (la méthode de variance simple et celle prenant en compte le gradient de contrainte) main les valeurs maximale de la variance pour la méthode de variance prenant en compte le gradient de contrainte varie fortement comparativement au cas de la méthode de variance simple.
Author Keywords: fatigue biaxiale, direction du plan de rupture, plan critique, gradient de contrainte et variance de la contrainte équivalente.
How to Cite this Article
Mbaiyelkom Esdras, E. Ngargueudedjim Kimtangar, Annouar Djidda Mahamat, Tikri Bianzeube, B. Kenmeugne, and Fogue Médard, “Factoring the stress gradient into the statistical approach criterion (variance method),” International Journal of Innovation and Applied Studies, vol. 45, no. 1, pp. 96–107, March 2025.
